(57)【要約】【課題】製造工程数を増加せずに物体検出手段を備える表示パネル、及びそれを備えた表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】マトリクス状に配置された複数の画素電極ＰＥを有する表示部１１、及び、表示部１１に設けられたループ電極ＲＥ、を有するアレイ基板１２と、アレイ基板１２に対向した対向基板と、アレイ基板１２と対向基板１４との間に配置され、画素電極ＰＥおよび光活性層および画素電極ＰＥに対向配置される対向電極ＣＥとから構成される表示素子と、を備え、ループ電極ＲＥを選択するスイッチング素子ＳＷ２と、スイッチング素子ＳＷ２によって選択されたループ電極ＲＥに信号を入力する送信回路１７と、ループ電極ＲＥからの出力信号を受信する受信手段ＣＲと、を備えた液晶表示パネル１０。【選択図】      図２
2007114955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画素電極を有する表示部、及び、前記表示部に設けられたループ電極、を有する第1基板と、
前記第1基板に対向した第２基板と、
前記第1基板と前記第２基板との間に配置され、前記画素電極および光活性層および前記画素電極に対向配置される対向電極とから構成される表示素子と、を備え、
前記ループ電極を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択されたループ電極に信号を入力する送信手段と、
前記ループ電極からの出力信号を受信する受信手段と、を備えた表示パネル。
【請求項２】
前記送信手段は、前記表示部において前記複数の画素電極が配列した列に沿って配置された複数の入力配線と、
前記複数の入力配線が接続され、前記ループ電極に入力される高周波信号を発生する送信回路と、を有し、
前記選択手段は、前記表示部において、前記複数の画素電極が配列した行に沿って配置された複数の選択配線と、
前記入力配線と前記選択配線との交差部近傍に配置され、前記ループ電極に接続されたスイッチング素子と、
前記複数の選択配線が接続され、前記複数の選択配線を順次選択する選択回路と、を有する請求項１記載の表示パネル。
【請求項３】
前記ループ電極は前記複数の画素電極の周囲領域に配置され、少なくとも一つの画素電極を囲んでいる請求項１記載の表示パネル。
【請求項４】
前記ループ電極は、前記複数の画素電極の少なくとも１つを横断するように配置されている請求項１記載の表示パネル。
【請求項５】
前記ループ電極は、第1方向に延びた第1ループ電極と、前記第1方向と略直交する第２方向に延びた第２ループ電極と、を備える請求項１記載の表示パネル。
【請求項６】
前記ループ電極は渦巻状に配置された電極である請求項１記載の表示パネル。
【請求項７】
前記ループ電極は、前記表示部の一部に配置されている請求項１記載の表示パネル。
【請求項８】
前記ループ電極は、前記表示部の全体に配置されている請求項１記載の表示パネル。
【請求項９】
前記表示素子は、前記光活性層に液晶層を用いた液晶表示素子である請求項１記載の表示パネル。
【請求項１０】
前記表示素子は、前記光活性層に有機発光層を含む有機ＥＬ素子である請求項１記載の表示パネル。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の表示パネルを備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネル、特にアクティブマトリクス型の表示パネル、及び、その表示パネルを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表示装置は表示パネルを備えている。表示パネルは、互いに対向配置された第１基板と第２基板とを有し、第１基板と第２基板との間に表示素子をマトリクス状に有している。
【０００３】
表示素子として液晶表示素子を備える液晶表示パネルは、互いに対向する一対の電極基板、すなわち、アレイ基板と対向基板とを有している。アレイ基板は複数の画素電極がマトリクス状に配列された表示部を備えている。表示部には、画素電極が配列された行方向に沿って延びる複数の走査線と、列方向に沿って配置された複数の信号線とが備えられている。対向基板は全ての画素電極に対向する対向電極を有している。そして、このアレイ基板および対向基板間に液晶材料を挟持し、画素電極、液晶層、対向電極でなる液晶表示素子を構成する。
【０００４】
従来、物体検出手段を有する液晶表示パネルが提案されている。この液晶表示パネルは、複数のループ電極がアレイ基板と対向基板とに設けられている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１０−６３４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の液晶表示装置では、アレイ基板と対向基板との両方にループ電極を形成する必要があるため、その製造工程数が増加する場合があった。このことから、平面表示パネル、及びそれを備えた平面表示装置の製造コストを抑えることが難しかった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、製造工程数を増加させずに物体検出手段を備える平面表示パネル、及びそれを備えた平面表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様による表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の画素電極を有する表示部、及び、前記表示部に設けられたループ電極、を有する第1基板と、前記第1基板に対向した第２基板と、前記第1基板と前記第２基板との間に配置され、前記画素電極および光活性層および前記画素電極に対向配置される対向電極とから構成される表示素子と、を備え、前記ループ電極を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択されたループ電極に信号を入力する送信手段と、前記ループ電極からの出力信号を受信する受信手段と、を備える。
【０００８】
本発明の態様による表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素電極を有する表示部、及び、前記表示部に設けられたループ電極、を有する第1基板と、前記第1基板に対向した第２基板と、前記第1基板と前記第２基板との間に配置され、前記画素電極および光活性層および前記画素電極に対向配置される対向電極とから構成される表示素子と、を備え、前記ループ電極を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択されたループ電極に信号を入力する送信手段と、前記ループ電極からの出力信号を受信する受信手段と、を備える平面表示パネルを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、製造工程数を増加させずに物体検出手段を備える平面表示パネル、及びそれを備えた平面表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一実施形態に係る平面表示装置について、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る平面表示装置は、平面表示パネルとしての液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０を背面から照明する面光源装置２０と、液晶表示パネル１０と面光源装置２０とを一体的に保持するベゼルカバー３０と、を備えた液晶表示装置１００である。
【００１１】
図１、及び、図２に示すように、液晶表示パネル１０は、対向配置された一対の基板すなわちアレイ基板１２及び対向基板１４と、アレイ基板１２と対向基板１４との間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。液晶表示パネル１０は、画像を表示する略矩形状の有効表示部１１を有している。有効表示部１１は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。
【００１２】
アレイ基板１２は、有効表示部１１において、表示画素ＰＸの行方向（Ｘ方向）に沿って延在する複数の走査線Ｙ（１〜ｍ）、表示画素ＰＸの列方向（Ｙ方向）に沿って延在する複数の信号線Ｘ（１〜ｎ）、これら走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部付近において表示画素ＰＸ毎に配置された第1スイッチング素子ＳＷ１、及び、第１スイッチング素子ＳＷ１に接続された画素電極ＰＥ等を備えている。
【００１３】
複数の走査線Ｙは、有効表示部１１の周囲に配置された走査線駆動回路１５に接続され、第１スイッチング素子ＳＷ１を行毎に順次選択する。複数の信号線Ｘは、有効表示部１１の周囲領域に配置された信号線駆動回路１３に接続され、走査線Ｙによって選択された第1スイッチング素子ＳＷ１に接続された画素電極ＰＥに画像信号を供給する。
【００１４】
アレイ基板１２の一側縁にはフレキシブル基板１６を介して回路基板１８が電気的に接続されている。回路基板１８は、例えば液晶表示パネル１０を駆動する駆動用回路基板で、信号線駆動回路１３及び走査線駆動回路１５等を制御するコントローラ１８Ａを有している。回路基板１８は、面光源装置２０の背面側に向けてフレキシブル基板１６を湾曲させることにより、面光源装置２０の背面側に配置される。
【００１５】
対向基板１４は、全表示画素ＰＸに共通の対向電極ＣＥなどを備えている。アレイ基板１２、及び、対向基板１４は、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとを対向させた状態で配設され、これらの間に液晶層ＬＱが挟持されている。
【００１６】
尚、各表示画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥ、対向電極ＣＥ、およびこれらに挟持された光活性層、ここでは液晶層ＬＣとで、表示素子として液晶表示素子を構成する。
【００１７】
面光源装置２０は、光を出射する略矩形状の出射領域２０Ａを有している。面光源装置２０は、出射領域２０Ａと液晶表示パネル１０の有効表示部１１とが対応するように液晶表示パネル１０の背面側に重ねられる。さらに、液晶表示パネル１０、及び、面光源装置２０には、上方からベゼルカバー３０が取り付けられる。
【００１８】
上記の液晶表示パネル１０において、アレイ基板１２は、有効表示部１１に配置された複数のループ電極ＲＥを有している。各ループ電極ＲＥは、画素電極ＰＥの周囲領域に配置され、少なくとも一つの画素電極ＰＥを囲むように配置されている。例えば、図２及び図３に示す場合では、アレイ基板１２は、４つの画素電極ＰＥを囲むように配置された複数のループ電極ＲＥを有している。各ループ電極ＲＥの一端は、第２スイッチング素子ＳＷ２のドレイン電極に接続され、各ループ電極ＲＥの他端はアースラインＧＮＤに接続されている。
【００１９】
第２スイッチング素子ＳＷ２は、信号線Ｘ（１、３、５、…）と第２スイッチング素子制御線ＣＬとの交差部付近に配置されている。第２スイッチング素子ＳＷ２のソース電極は、信号線Ｘ（１、３、５、…）に接続され、第２スイッチング素子ＳＷ２のゲート電極は、第２スイッチング素子制御線ＣＬに電気的に接続されている。
【００２０】
第２スイッチング素子制御線ＣＬは、有効表示部１１の周囲に配置されたセンサ選択回路１９に接続され、第２スイッチング素子ＳＷ２を行毎に選択する。すなわち、センサ選択回路１９、第２スイッチング素子ＳＷ２、及び第２スイッチング素子制御線ＣＬは、行毎にループ電極ＲＥを選択する選択手段である。
【００２１】
信号線Ｘ（１、３、５、…）は送信回路１７に接続され、選択されたループ電極ＲＥに送信回路１７で発生した高周波信号を送信する入力配線である。従って、送信回路１７及び信号線Ｘ（１、３、５、…）は選択手段によって選択されたループ電極ＲＥに高周波信号を入力するための送信手段である。すなわち、本実施形態では、第１スイッチング素子ＳＷ１と第２スイッチング素子ＳＷ２とは、それぞれのソース電極に接続された信号線Ｘ（１、３、５、…）に信号を入力するための入力配線として共有している。
【００２２】
信号線Ｘ（１、３、５、…）は、有効表示部１１の周囲に配置された受信手段としての受信回路ＣＲに接続されている。図３に示すように、受信回路ＣＲは、振分部ＣＳ、シフトレジスタＳＲ、及び、メモリＭを有している。振分部ＣＳは、バッファＢＦ、コンデンサＣ、第３スイッチング素子ＳＷ３、及び、第４スイッチング素子ＳＷ４を有している。
【００２３】
信号線Ｘ（１、３、５、…）の出力側は振分部ＣＳのバッファＢＦに接続され、バッファＢＦの出力ラインは第３スイッチング素子ＳＷ３と、コンデンサＣと、第４スイッチング素子ＳＷ４とに接続されている。第３スイッチング素子ＳＷ３の他端は、シフトレジスタＳＲに接続され、シフトレジスタＳＲの出力ラインはメモリＭに接続されている。コンデンサＣと第４スイッチング素子ＳＷ４の他端とは共にアースラインＧＮＤに接続されている。
【００２４】
上記の液晶表示装置１００において、物体検出の際の動作として、位置指示装置Ｐの指し示す位置を検出する動作を説明する。図４に示すように、水平ブランキング期間ＨＢＬに走査線Ｙ（１〜ｍ）によって選択された第１スイッチング素子ＳＷ１がオンされる。このときに、信号線Ｘ（１〜ｎ）によって各表示画素ＰＸに対応した画像データが書き込まれ、保持容量ＲＣによってその画像データが保持される。
【００２５】
次に、書き込まれた画像データが対応する表示画素ＰＸに表示される。この表示期間Ｔ（１、３、５…）において、第２スイッチング素子制御線ＣＬによって選択された第２スイッチング素子ＳＷ２がオンされる。このときに、選択された第２スイッチング素子ＳＷ２のソース電極には、信号線Ｘ（１、３、５、…）によって高周波信号が入力される。すなわち、選択された第２スイッチング素子ＳＷ２に接続されたループ電極ＲＥに高周波信号が印加される。
【００２６】
コントローラ１８Ａから入力される読取りパルスＰ１によって受信回路ＣＲの第３スイッチング素子ＳＷ３がオンされることによって、ループ電極ＲＥの出力信号がシフトレジスタＳＲに入力される。このとき、シフトレジスタＳＲには、複数のループ電極ＲＥの一行分に対応する信号が入力される。コントローラ１８Ａから入力されるリセットパルスＰ２によって第４スイッチング素子ＳＷ４がオンになると、信号線Ｘ（１、３、５、…）がアースラインＧＮＤと導通する。このことによって、信号線Ｘ（１、３、５、…）、及び、コンデンサＣはリセットされる。
【００２７】
シフトレジスタＳＲに入力された信号は、各ループ電極ＲＥに対応する信号毎にメモリＭの走査パルスＰ３によって選択された領域に転送される。このとき、メモリＭに信号が転送されるタイミングは、転送クロックＣＫによって制御される。走査パルスＰ３及び転送クロックＣＫはコントローラ１８Ａから受信回路ＣＲに入力される。メモリＭには一画面分のループ電極ＲＥに対応する受信信号値が蓄積される。
【００２８】
位置指示装置Ｐは、送信回路１７から送信される高周波信号と共振する共振回路を有している。従って、例えば、走査線Ｙ３と信号線Ｘ３との交差部付近に設けられたスイッチング素子ＳＷ２に接続されたループ電極ＲＥの近くに位置指示装置Ｐがある場合には、信号線Ｘ３を介して共振信号が受信され、メモリＭの対応する領域に蓄積される。そして、メモリＭに蓄積された一画面分の受信信号値を比較することから、共振信号が受信されたループ電極ＲＥを特定し、位置指示装置Ｐが指示している位置が分かる。
【００２９】
上記ように、本実施形態の平面表示装置によれば、位置指示装置Ｐの指示する位置を検出することができる。また、ループ電極ＲＥをアレイ基板１２に形成することによって、製造工程数が増すことが無く、製造コストを抑えることができる。すなわち、本実施形態に係る平面表示装置によれば、製造工程数を増加せずに物体検出手段を備える平面表示装置を提供することができる。
【００３０】
上記の液晶表示装置１００を、例えば遊戯装置に適用すると、特別な検知手段を別途追加することなく、有効表示部１１上に置かれた金属や磁性体等からなる物体や有効表示部１１上を通過する金属や磁性体等からなる物体を検知することが可能となる。この事によって、新たな機能を備えた遊戯装置を安価に提供することが可能となる。特に、携帯型の遊戯装置では、小型化及び薄型化が実現できる。
【００３１】
次に、第２実施形態に係る平面表示装置について説明する。本実施形態では、図５に示すように、アレイ基板１２の有効表示部１１において、検出領域１１Ｂにのみループ電極ＲＥが配置されている。なお、上記の構成以外は前述の第１実施形態と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３２】
上記のように、有効表示部１１の一部である検出領域１１Ｂにのみループ電極ＲＥを配置することによって、用途に応じて位置指示装置Ｐの支持する位置の検出が必要な部分にのみ物体検出手段を備えた液晶表示パネル１０及びそれを備えた液晶表示装置１００を提供することが可能となる。
【００３３】
次に、第３実施形態に係る平面表示装置について説明する。本実施形態では、図６に示すように、ループ電極ＲＥが渦巻状に配置されている。ループ電極ＲＥの一端は送信回路１７に接続され、有効表示部１１において渦巻状に配置されている。ループ電極ＲＥの他端は、受信回路ＣＲに接続されている。なお、上記の構成以外は前述の第１実施形態と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３４】
上記のように、ループ電極ＲＥを渦巻状に配置することによって、前述の第１実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、例えば、ループ電極ＲＥを電子タグのアンテナとして使用することが可能となる。例えば、本実施形態に係る液晶表示装置１００のループ電極ＲＥを質問器又は受信器のアンテナとすると、受信器又は質問器の有効表示部１１に受信した情報に対応した画像を表示することができる。
【００３５】
次に、第４実施形態に係る平面表示装置について説明する。本実施形態では、ループ電極ＲＥは、信号線Ｘと略平行に延びた第１ループ電極ＲＥＡと走査線Ｙと略平行に延びた第２ループ電極ＲＥＢとを有している。なお、上記の構成以外は前述の第１実施形態と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３６】
上記のように、第１ループ電極ＲＥＡと第２ループ電極ＲＥＢとを配置する場合には、センサ選択回路１９は、第１ループ電極ＲＥＡを順次選択する第１センサ選択回路１９Ａ、及び、第２ループ電極ＲＥＢを順次選択する第２センサ選択回路１９Ｂとを有する。本実施形態では、回路基板１８のコントローラ１８Ａが送信回路１７と受信回路ＣＲとを有している。第１センサ選択回路１９Ａと第２センサ選択回路１９Ｂとは、回路基板１８のコントローラ１８Ａによって、第１ループ電極ＲＥＡ及び第２ループ電極ＲＥＢを順次選択するタイミングや、送受信の切替等を制御されている。
【００３７】
この場合には、共振信号が受信された第１ループ電極と第２ループ電極とを特定することによって、位置指示装置Ｐの支持する位置を検出することができ、前述の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００３９】
例えば、実施形態では４つの表示画素ＰＸを囲む複数のループ電極ＲＥを有していたが、ループ電極ＲＥは１つでもよく、また、ループ電極ＲＥに囲まれる表示画素ＰＸの数はこれに限らない。すなわち、有効表示部１１の全ての表示画素ＰＸを囲むループ電極ＲＥを備えていても良く、一つの表示画素ＰＸを囲むループ電極ＲＥを備えていても良い。全ての表示画素ＰＸを囲むループ電極ＲＥは、有効表示部１１の付近に金属等があるか無いかを検出することが可能である。
【００４０】
また、上記の第１実施形態では、有効表示部１１の全体において物体検出を行う場合について説明したが、用途に応じて、全てのループ電極ＲＥに高周波信号を送信しないで、部分的に物体検出を行うようにしても良い。この場合にも第１実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、用途に応じて柔軟に活用することが可能な平面表示装置を提供することができる。
【００４１】
また、上記の実施形態では、第１スイッチング素子ＳＷ１と第２スイッチング素子ＳＷ２とが信号線Ｘ（１、３、５、…）を共有していたが、信号線Ｘ（１、３、５、…）とは別に第２スイッチング素子に高周波信号を送信するための配線が設けられても良い。この場合にも上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、上記の実施形態では、ループ電極ＲＥは画素電極ＰＥの周囲に配置されているが、画素電極を横断するように配置されても良い。画素電極ＰＥの周囲領域にループ電極ＲＥを配置するスペースが確保できない等の場合にも物体検出手段を備えた平面表示装置を提供することができる。
【００４３】
また、上記の実施形態では液晶表示装置１００に本発明を適用しているが、本発明に係る平面表示装置は表示素子として光活性層に有機発光層を含む有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置であっても良い。その場合には、面光源装置２０が不要となるため、上記の第１実施形態と同様の効果に加えて、薄型化、及び軽量化等を実現した平面表示装置を提供することが可能となる。尚、有機ＥＬ表示装置の場合には、対向電極はアレイ基板側に配置される。
【００４４】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００４５】
例えば、第３実施形態の渦巻状のループ電極ＲＥが、第２実施形態の検出領域１１Ｂに形成されても良い。この場合にも、上記の第２実施形態及び第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面表示装置の一例を示す分解斜視図。
【図２】図１に示す平面表示パネル一構成例を示す図。
【図３】図２に示す平面表示パネルのアレイ基板の一構成例を示す図。
【図４】図１に示す平面表示装置において位置指示装置の位置を検出する一動作例を説明する図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る平面表示装置の平面表示パネルの一構成例を示す図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る平面表示装置の平面表示パネルの一構成例を示す図。
【図７】本発明の第４実施形態に係る平面表示装置の平面表示パネルの一構成例を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
ＰＥ…画素電極、１１…有効表示部、ＲＥ…ループ電極、１２…アレイ基板、１４…対向基板、ＬＱ…液晶層、１９…センサ選択回路、１７…送信回路、ＣＲ…受信回路、ＣＬ…スイッチング素子制御線、ＳＷ２…スイッチング素子、１００…液晶表示装置、ＣＥ…対向電極
【図１】
2007114955.tif 000003
【図２】
2007114955.tif 000004
【図３】
2007114955.tif 000005
【図４】
2007114955.tif 000006
【図５】
2007114955.tif 000007
【図６】
2007114955.tif 000008
【図７】
2007114955.tif 000009